气动薄膜调节阀结构组成、工作原理及选型

随着工业自动化程度的不断提高，调节阀作为自动调节系统的最终执行元件，在化工企业得到越来越广泛的应用，调节阀应用的好坏直接关系着生产的质量与安全。因此，玖容增压缸官网小编结合长期从事气动元件的设计，增压设备选型及安装、调试及维护的经验，谈一谈气动薄膜调节阀结构组成、工作原理及选型。
一、气动薄膜调节阀结构组成及工作原理
1 、气动薄膜结构组成
气动执行器由执行机构和调节机构组成。执行机构包括：气动薄膜、气动活塞、气动长行程3种，调节机构为：阀、闸板、调节阀等，有直、角行程两种。
2、气动薄膜调节阀工作原理
0.2～1kg／cm的信号压力输人薄膜气室中，产生的推力使推杆部件移动、弹簧被压缩产生的反作用力与信号压力在薄膜上产生的推力相平衡。推杆的移动即是气动薄膜执行机构的行程。正作用式：当薄膜气室内输人信号压力时，使推杆部件向下移动。反作用式：当薄膜气室内输人信号压力时，使推杆部件向上移动。 
二、气动薄膜调节阀的选型
调节阀是直接接触工艺介质的控制机构，承受着流体的压力、温度、冲刷、腐蚀和磨损。恶劣工况下不乏调节阀卡塞、振动、泄漏、流量特性失真甚至 阀芯脱落的现象。在长期的机械疲劳、热冲击和化学腐蚀作用下，调节阀的使用性能逐渐下降。实际上调节阀的使用寿命难以估计，最重要的因素是需要设计者了解工艺要求及使用工况。
1、调节阀的选用
在调节阀的选用中，必须首先考虑是否能达成工艺目的，满足控制要求以及长期稳定使用。众所周知，调节回路参数的整定耗时费力，其重要的原因便是调节阀的流量特性很难做到理想曲线。控制器采用计算机技术已能使P I D算法接近数学期望值，但通过调节阀动作得到的流量特性总是偏离理想值，需要多次调整才能稳定。对于单回路而言，可以放宽控制强度得到较好的稳定性；而串级回路中，副回路需要较好的快速响应及自我稳定性才能跟随主回路的变化。在化工企业中常用的串级调节回路主回路为温度（液位）调节，副回路为流量调节，如图1所示。

图1气动薄膜调节阀调节回路示意图

流量回路响应快速，易造成调节阀振荡，使整个串级回路波动。相对P形阀芯，采用V形阀芯有利于提升控制品质。它具有不对称结构，定点径向力震动性小，有利于阀芯稳定，延长使用寿命，并且远离流体冲刷区，有利于保护阀芯／座，避免湍流损坏此外，等百分比流量特性是严格的等百分比曲线，在任何口径下，不改变曲线特性，工作范围20％～90％。
在化工装置中，常存在有多种有毒介质。在CS2装置中典型的有毒介质CS2。从安全、环保的角度应采用低泄漏阀。调节阀的泄漏源主要为阀杆与填料间隙，为保证阀杆动作自如，必须与填料有一定间隙。对于低沸点介质很容易从此处泄漏出来。
采用波纹管密封可彻底解决这个问题。传统的波纹管受材质和加工工艺限制，使用寿命不长。阀门应具有金属波纹管专利密封技术，这样才能防止任何有毒及易燃爆气体散逸到大气中，采用软密封的阀芯／座配合，可达到零内泄漏，且使用次数（阀门全开到全关）在160万次以上，同时可以加载波纹管检漏装置，更能保证阀门的安全性，保护人身及环境安全。
在CS2装置中液态硫磺介质在一定的温度下维持液态，如遇冷即结晶，工艺上此类管道设计为夹套管。调节阀也必须为夹套阀。许多厂家为降低制造成本，采取夹套外购的方式，将夹套与阀体固定在一起，通过夹套壁传热。金属之间很难作到无间隙，造成传热死角。要选择将夹套焊接在阀体上，采用下进上出的方式，独立循环系统使得介质能够均匀分布到阀体的各个部分；不改变原阀门的尺寸，方便安装，拆卸简便；结构小巧独立，不受管道干扰，也不对其他管件产生影响。这种夹套必须经过水压试验及探伤，使成本上升，但无保温死角。以上从工艺角度讨论了调节阀选型的特殊要求，在满足工艺需要的前提下，阀门的使用寿命与工作状况直接相关。在计算书上除了开度、噪声等结果，还应密切注意出口流速的值，原则上液体的出口流速不应 >3 m／s，而对于气体或蒸汽则不应>3Mach，在选型的过程中，如果忽略了这个值而单纯地看开度和噪声，过高的流速会造成对阀门内件的损害，从而使阀门的使用寿命不能得到保障。
三、玖容增压缸官网小编结语
气动调节阀作为调节系统的终端设备，在化工企业被广泛的应用。但必须正确的选择才能达到理想的调节效果。